JP2008229970A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多数のノズルを有するライン型ヘッドの交換を行う場合、ヘッド内には記録液が内蔵された状態にあるため、ヘッド内のインクがノズルから漏れ出して装置内を汚すことになる。
【解決手段】ライン型のヘッド構造体１１はヘッド部３１をヘッド支持部３２に着脱自在に装着して構成され、ヘッド構造体１１は画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に回転可能に配置され、維持回復機構部２０はヘッド構造体１１を退避位置にした状態で、ヘッド構造体１１に対向し、キャップ２８でヘッド構造体１１のヘッド部３１のノズル面を密封した状態で連結され、ヘッド構造体１１と維持回復機構部２０は一体的に装置本体１の記録部３から取り外し、及び記録部３に装着することができる。
【選択図】図１６

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に画像形成時に移動しない状態で液滴を吐出するライン型ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば記録液の液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドから記録液、例えばインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

ライン型画像形成装置として、特許文献１にはインクジェットヘッドを有するヘッドユニットを装置本体外部に引き出し自在に形成すること、引き出されたヘッドユニットに該ヘッドユニットの機能を維持回復させる記録装置メンテナンスキットを取り付け自在とすることが記載されている。
特開２００４−１４２３６５号公報

特許文献２には記録媒体上にインクを吐出する複数の記録ヘッドを複数支持する支持軸を備えて、画像記録領域と画像領域外の退避領域との間で記録ヘッドを回転させて移動可能とするヘッド移動機構と、記録ヘッドのうちいずれか１つの記録ヘッドが画像記録領域において画像記録を行うときに退避領域において他の記録ヘッドのうち少なくとも１つの記録ヘッドのノズル回復動作を行うノズル回復ユニットとを備えることが記載されている。
特開２００６−１２３３０１号公報

特許文献３には記録ヘッドのノズルが形成された面をキャッピング可能に配置されたキャッピング部及び搬送手段の搬送面を払拭可能に配置されたクリーナー部を一体に有するキャッピング・払拭部材と、キャッピング・払拭部材を、前記面と搬送手段との間の第１位置および該第１位置から離隔した待機位置としての第２位置に設定可能な作動機構とを有することが記載されている。
特開２０００−２６３８０１号公報

特許文献４にはライン型記録ヘッド部を着脱自在に支持する支持手段を備える支持部材を備え、この支持部材を、記録ヘッド部をキャッピングする位置と、記録位置と、メンテナンスを行う位置とをとり得るようにガイドする手段とを備えることが記載されている。
特公平４−１６３４４号公報

その他、参考文献として次のものがある。
特開２００６−１２３２０３号公報 特開２００５−１７８２４６号公報

ところで、ライン型ヘッドは、短尺のヘッドに比べて１ヘッド当たりのノズル数が多く、吐出される液滴が曲がる噴射曲がり、液滴を吐出することができなくなる吐出不能などの吐出不良が相対的に発生し易くなる。そのため、ノズルの性能を維持回復する維持回復機構（手段ないし装置）が備えられるが、維持回復動作によっても常に吐出不良ノズルがない状態を維持することが難しく、ヘッドを交換できる構成とすることが必要になる。

しかしながら、多数のノズルを有するライン型ヘッドの交換を行う場合、ヘッド内には記録液（以下「インク」という。）が内蔵された状態にあるため、ヘッド内のインクがノズルから漏れ出して装置内を汚すことになるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ライン型ヘッドの交換作業を容易に行うことができるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、被記録媒体に画像を形成するときに移動しない状態で液滴を吐出するライン型ヘッドと、このライン型ヘッドのノズル性能を維持回復する維持回復手段とを備えた画像形成装置において、ライン型ヘッドは維持回復手段と一体的に装置本体に対して着脱自在に装着されている構成とした。

ここで、ライン型ヘッドには液体タンクが一体に設けられ、ライン型ヘッドは液体タンクと一体に装置本体に対して着脱される構成とすることができる。また、維持回復手段には画像形成に寄与しない液体の廃液を収容する廃液タンクが連結可能である構成とすることができる。

また、ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、ライン型ヘッド及び維持回復手段のいずれか一方には、ライン型ヘッドが下方に移動されたときに他方に係合し、ライン型ヘッドと維持回復手段とを一体化する係合手段を有していることが好ましい。

また、ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、維持回復手段にはライン型ヘッドを密封するキャップ手段、及び、ライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備え、この係合手段は、ライン型ヘッドが下方に移動されたときにキャップ手段と当接し始める第１の位置よりも下方の位置に備えられている構成とすることができる。

また、ライン型ヘッドは画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に移動可能に配置され、ライン型ヘッドを退避位置にした状態でライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備えている構成とすることができる。

また、ライン型ヘッドに液体を供給する液体タンクと、ライン型ヘッド内に設けられ、液体タンクとライン型ヘッドとの液体供給経路を開閉する開閉弁と、を備え、ライン型ヘッドが装置本体から取り外されるときに開閉弁が閉じられる構成とすることが好ましい。

また、ライン型ヘッドは複数の色の液滴を吐出するヘッドを一体的に構成したヘッド構造体であり、このライン型ヘッド構造体は画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に回転可能に配置され、維持回復手段はライン型ヘッド構造体を退避位置にした状態でライン型ヘッド構造体に対向することが好ましい。

この場合、ヘッド構造体は、ヘッド部と、このヘッド部が着脱自在に装着されるヘッド支持部とを有し、このヘッド支持部が回転支持軸に取付けられている構成とすることができる。そして、ヘッド部とヘッド支持部には液体供給経路を接続及び切断可能に接続するコネクタ部が設けられている構成とすることができ、コネクタ部には液体供給経路を開閉する弁機構が設けられていることが好ましい。また、ヘッド部とヘッド支持部には電気信号伝達経路を接続及び切断可能に接続するコネクタ部が設けられていることが好ましい。

また、ヘッド部とヘッド支持部との位置関係を決める位置決め手段を備えていることが好ましい。また、ヘッド部には取っ手が備えられていることが好ましい。また、ヘッド構造体の退避位置が装置本体の前面側であることが好ましい。

また、ヘッド構造体を回転可能に支持する回転軸に、維持回復手段及び被記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送ベルト構造体の少なくともいずれかが位置決めされて取り付けられていることが好ましい。また、ヘッド構造体の高さ位置を調整する高さ調整手段を備えていることが好ましい。また、ヘッド構造体と被記録媒体を搬送する搬送手段との間隔を決める手段を備えていることが好ましい。また、待機状態及び維持回復動作時の維持回復手段とヘッド構造体の高さを決める手段を備えていることが好ましい。また、ヘッド部を被記録媒体の搬送方向に対して直角に位置決めする手段を備えていることが好ましい。また、ヘッド部を維持回復手段に対して位置決めする手段を備えていることが好ましい。

また、ヘッド構造体の被記録媒体搬送方向上流側と下流側に被記録媒体を検知する手段を備えていることが好ましい。また、ヘッド構造体が画像形成位置及び退避位置のいずれにあるかを検知する手段を備えていることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、ライン型ヘッドは維持回復手段と一体的に装置本体に対して着脱自在に装着されている構成としたので、使用中のライン型ヘッドを維持回復手段に保持した状態で装置本体から取り外すことができ、使用中のライン型ヘッド内の液体がノズルから漏れ出しても維持回復手段で保持できて、ライン型ヘッドの交換作業を容易に行うことができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明を適用する画像形成装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２はヘッド構造体が画像形成位置にある状態での図１の左側面図、図３はヘッド構造体が退避位置にある状態での図１の右側面図である。

この画像形成装置は複写装置であり、装置本体１は原稿画像を読取るスキャナなどの画像読み取り部２と、被記録媒体（以下「記録紙」という。）Ｐに画像を形成する記録部３とから構成されている。

そして、記録紙カセット４に収納された記録紙Ｐが給紙コロ５及び分離パッドで１枚ずつ分離されて給送され、搬送路７を通じて印字部１０に搬送される。印字部１０には、記録紙Ｐにインク滴を吐出して画像を記録するライン型ヘッドで構成されるヘッド部を含むヘッド構造体１１と、記録紙Ｐを静電吸着などで吸着して搬送する駆動ローラ１７と従動ローラ１８間に周回移動可能に掛け回された搬送ベルト１２などとを備え、搬送ベルト１２に吸着されて所定の速度で搬送される記録紙Ｐに対してヘッド構造体１１に搭載されたライン型ヘッドからインク滴が吐出されて画像が形成される。次に、画像が形成された記録紙Ｐは排紙経路１３を通って排紙スタック部１４に排紙されてスタックされる。

印字部１０のヘッド構造体１１のヘッド部には装置本体１に対して着脱自在に装着されるインクカートリッジ１５から図示しないインクチューブを介してインクが供給される。また、ヘッド構造体１１は、回転軸１６によって水平方向に回転可能に支持され、画像形成時には図２に示すように搬送ベルト１２の上方に位置する画像形成位置に、待機状態、維持回復動作時には維持回復機構部（維持回復手段）２０に対向する退避位置に移動可能となっている。さらに、装置本体１の前面側で、搬送ベルト１２による記録紙Ｐの搬送領域外にはヘッド構造体１１の退避位置に対応して、ヘッド構造体１１のヘッド部の維持回復を行う維持回復機構部２０が配置されるとともに、この維持回復機構部２０で生じる画像形成に寄与しないインクの廃液を収容する廃液タンク２１が配置されている。

また、装置本体１の前面側にはオペレータによって操作される操作部２４が備えられる。この操作部２４の下側の突出部分には、ヘッド構造体１１を維持回復機構部２０及び廃液タンク２１と一体で装置本体１の記録部３に対して着脱するときに開放するカバー２６を開閉自在に設けている。

また、ヘッド構造体１１は後述するように維持回復機構部２０及び廃液タンク２１と一体に記録部３に対して着脱自在に装着されている。このヘッド構造体１１の着脱位置は、図３に示すように、ヘッド構造体１１と維持回復機構部２０とが対向する位置、つまり、装置本体１の前面側となっており、このように、ヘッド構造体１１の着脱を装置本体１の前面側で行えるようにすることでヘッド交換作業が容易になる。

次に、ヘッド構造体１１の詳細について図４ないし図６を参照して説明する。なお、図４は同ヘッド構造体の斜視説明図、図５は同ヘッド構造体のヘッド支持部の斜視説明図、図６は同ヘッド構造体のヘッド部の斜視説明図である。

ヘッド構造体１１は、ヘッド部３１をヘッド支持部３２に対して着脱自在に装着して構成している。ヘッド部３１は、図６に示すように、各色、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する複数のノズル３３ｎを並べたノズル列３３ｙ、３３ｍ、３３ｃ、３３ｋ（以下、色を区別しないときは単に「ノズル列３３」という。他の部材についても同様とする。）を有している。

なお、ここでは、ノズル列３３ｙ、３３ｍは１つのノズル板３４ａに、ノズル列３３ｃ、３３ｋは１つのノズル板３４ｂに形成している例で示しているが、１枚のノズル板に所要数のノズル列を形成したものなどでもよい。また、ここでは、１つのノズル列３３が被記録媒体（記録紙Ｐ）の幅相当分の長さを有する構成としているが、複数の液体吐出ヘッドをノズル列方向に並べて配置した構成、あるいは、複数のヘッドブロック（ヘッドアレイ）を配置した構成とすることもできる。

ヘッド支持部３２にはインクカートリッジ１５に接続されたインクチューブ３５が接続され、また、図示しない制御部からのヘッド部３１内の液滴を吐出させるエネルギーを発生するエネルギー発生手段を駆動するための信号を伝達する信号伝達手段が接続される。

そして、ヘッド支持部３２とヘッド部３１には、図５及び図６に示すように、それぞれ液体供給経路であるインク経路を接続及び切断する流路コネクタ部４１、４２と、電気信号伝達経路を接続及び切断する電気コネクタ部４３、４４とが設けられている。これにより、ヘッド部３１をヘッド支持部３２に装着したとき、流路コネクタ部４１と４２とが連結されてインク経路が接続されることで、インクカートリッジ１５からヘッド部３１へのインクの供給が可能になり、また、電気コネクタ部４３と４４が連結されて信号伝達経路が接続されることで、ヘッド部３１を図示しない制御部によって駆動することが可能になる。

また、ヘッド部３１の上面には取っ手３６が備えられ、この取っ手３６を持ち上げることでヘッド部３１をヘッド支持部３２から容易に取り外すことができる。さらに、ヘッド部３１とヘッド支持部３２とは互いに着脱自在に嵌合する楔形状の凸部４６及び凹部４７（逆の関係でもよい。）を形成し、これらによってヘッド部３１とヘッド支持部３２との位置関係を決める手段を構成している。

ここで、流路コネクタ部４１、４２の一例について図７を参照して説明する。なお、図７は流路コネクタ部の要部拡大断面説明図である。
ヘッド支持部３２には、チューブ５１、ジョイント部５２及びＯリングなどのリング状シール部材５３を備えている。一方、ヘッド部３１には、ジョイント部５２に着脱自在に嵌合するジョイント部５４の先端部側に弁座を兼ねた蓋部材５５及び開口５５ａを開閉する弁体５６で構成される逆止弁５７を備えている。

これにより、図７（ａ）に示すように、ヘッド支持部３２のチューブ５１側から矢印で示す方向にインクが流れようとするときには、逆止弁５７の弁体５６に圧力がかかって弁体５６が蓋部材５５の開口５５ａから離れる方向に移動して隙間が生じる（開弁する）ので、インクはヘッド部３１のジョイント部５４に向かって流れてヘッド部３１にインクが供給される。これに対して、ヘッド部３１からヘッド支持部３２側に向かうインクの流れに対しては逆止弁５７の弁体５６が蓋部材５５に密着して閉弁するので、インクが流れない。したがって、図７（ｂ）に示すように、ヘッド部３１をヘッド支持部３２から取り外した状態にしても、ヘッド部３２側からインクが漏れることを防止できる。

また、流路コネクタ部４１、４２の他の例について図８を参照して説明する。なお、図８は流路コネクタ部の要部拡大断面説明図である。
ヘッド支持部３２には、チューブ５１、ジョイント部５２及びＯリングなどのリング状シール部材５３を備えるとともに、ジョイント部５２の中央部に突出部５８を設けている。一方、ヘッド部３１には、ジョイント部５４の先端部側に突出部５８が進退可能な穴（開口）６０が形成された蓋部材６１が備えられるとともに、ヘッド支持部３２側の突出部５８と蓋部材６１の内面との間に、穴６０を塞ぐことが可能な弁体としてのボール６２がスプリング６３で突出部５８側に付勢されて配置されている。また、蓋部材６１には流路６４が形成されている。

これにより、図８（ａ）に示すように、ヘッド部３１をヘッド支持部３２に装着した状態では、ヘッド支持部３２の突出部５８がボール６２をスプリング６３の付勢力に抗して押すことで穴６０が開放されるので、インクはヘッド部３１のジョイント部５４に向かって流れてヘッド部３１にインクが供給される。これに対して、図８（ｂ）に示すように、ヘッド部３１をヘッド支持部３２から取り外した状態では、ボール６２がスプリング６３の付勢力で穴６０に押し付けられて穴６０が塞がれるので、ヘッド部３１をヘッド支持部３２から取り外した状態にしても、ヘッド部３１側からインクが漏れることを防止できる。

次に、ヘッド構造体１１の駆動機構及び位置決め機構について図９ないし図１２を参照して説明する。なお、図９は記録部の要部斜視説明図、図１０は同じく平面説明図、図１１は図１０の正面説明図、図１２は図１０の正面説明図である。
まず、ヘッド構造体１１のヘッド支持部３１、搬送ベルト１２を周回移動可能に保持するベルト構造体を構成している側板７０、維持回復機構部２０のフレーム２２がそれぞれ回転軸１６を通して位置決めされている。これにより、ヘッド構造体１１、搬送ベルト１２及び維持回復機構部２０のそれぞれの位置関係は高精度に保つことができる。

ここで、ヘッド構造体１１はヘッド支持部３２が回転軸１６の先端部に固定して設けられ、搬送ベルト１２の構造体である側板７０、維持回復機構部２０のフレーム２２は回転軸１６が相対回転するように設けられている。そして、ヘッド構造体１１を回転駆動するヘッド回転駆動機構７５を備えている。このヘッド回転駆動機構７５は、回転軸１６の中央部分に固定したギヤ７６と、このギヤ７６に噛み合うギヤ７８を備えるモータ７７とで構成され、モータ７７を駆動することによって回転軸１６が回転してヘッド構造体１１が水平方向に回動する。なお、回転軸１６は固定の支軸としてヘッド構造体１１自体が回動する構成としてもよい。

また、ヘッド構造体１１の回転量を検出する手段としてのエンコーダ８０を備えている。このエンコーダ８０は、回転軸１６の下端部に固定したエンコーダホイール８１と、このエンコーダホイール８１のスリットを検出するエンコーダセンサ８２とで構成される。

また、ヘッド構造体１１の上下方向の高さ位置を調整する手段である高さ調整機構８３を備えている。この高さ調整機構８３は回転軸１６の軸方向に一体的に設けたギヤ８４と、このギヤ８４に噛み合うギヤ８６を備えるモータ８５とで構成され、モータ８５を駆動することで回転軸１６が上下動されることによりヘッド構造体１１の相対的な高さ位置が変化して、維持回復動作やヘッド構造体１１の回動時などで高さを調整（変化）させることができる。

また、ヘッド構造体１１と搬送ベルト１２とのギャップを維持するため、ヘッド構造体１１の先端部及び回転基部側にそれぞれコロ９０を回転可能に保持し、ヘッド構造体１１を画像形成位置にした状態で、これらのコロ９０は搬送ベルト１２を保持するベルト構造体を構成する側板７０、７１に当接する構成としている。これによって、画像形成時のヘッド構造体１１と搬送ベルト１２との間隔Ｘ（図１２参照）を一定に保つことができる。

また、ベルト構造体を構成している側板７１にはヘッド構造体１１の回転を規制するストッパ９２が設けられている。これにより、ヘッド構造体１１が画像形成位置に回動するときにストッパ９２に係合して停止することによってエンコーダホイール８１の回転が停止するので、エンコーダ８０の出力からヘッド構造体１１が停止したことを検出できる。一方、維持回復機構部２０にもヘッド構造体１１の回転を規制するストッパ９３が設けられている。

これにより、ヘッド構造体１１が退避位置に回動するときにストッパ９３に係合して停止することによってエンコーダホイール８１の回転が停止するので、エンコーダ８０の出力からヘッド構造体１１が停止したことを検出できる。そして、これらのエンコーダ８０によるヘッド構造体１１の停止検出によって回転軸１６を駆動するモータ７７の回転駆動を停止させる。このようにして、印字時の画像形成位置、待機時若しくは維持回復動作の退避位置にヘッド構造体１１を回動することができる。このように、ヘッド構造体１１の位置を物理的に規制することによって、ヘッド構造体１１を正確に画像形成位置で位置決めすることができ、画像品質が向上する。また、ヘッド構造体１１を正確に維持回復機構部２０に位置決めすることができて、キャップ部材２８による確実なキャッピングを行うことができる。

また、ヘッド構造体１１が画像形成位置（印字位置）にあることを検知するセンサ９５、ヘッド構造体１１が待機や維持回復動作の退避位置にあることを検知するセンサ９６を配置し、これらのセンサ９５、９６の検知信号に応じてモータ７７の駆動を制御する。

搬送ベルト１２は、前述したように駆動ローラ１７と従動ローラ１８に掛け回された無端状ベルトであって、駆動ローラ１７が図示しないモータで回転駆動されることによって周回移動する。また、搬送ベルト１２の上流側と下流側にそれぞれ被記録媒体（記録紙Ｐ）を検知する検知センサ９８、９９を配置し、これらの検知センサ９８、９９の出力信号によってジャム検知を行うようにしている。

維持回復機構部２０には、ヘッド部３１のノズル板３４ａ、３４ｂの表面（以下「ノズル面」という。）を払拭して清浄及びノズルメニスカスを形成させるためのワイパ２７と、保湿のためにノズル面を密封するキャップ２８とを備えている。ワイパ２７はワイピング時（払拭時）に上昇し、ヘッド構造体１１が回動することによって、ノズル面がワイパ２７に相対的に移動することによってノズル面を払拭する。また、キャップ２８は、待機時に上昇し、ノズルが乾燥しないようにノズル面をキャッピングすることで保湿する。

ここで、維持回復機構部２０の他の例について図１３を参照して説明する。この維持回復機構部２０は、ホルダ１０２に固定されたワイパ１０１が、ベルト１０４によって長手方向に移動走査してヘッド部３１のノズル面（ノズル板３４ａ、３４ｂの表面）を払拭する構成としたものである。

次に、以上のように構成した画像形成装置における動作について図１４に示すフロー図及び図１５に示す平面説明図を参照して説明する。
先ず、図１４を参照して、印字指令が与えられると、ヘッド回転駆動機構７５のモータ７７を回転駆動してヘッド構造体１１を退避位置（待機位置）から画像形成位置（印字位置）へと回動する。そして、センサ９５が所定の時間内にヘッド構造体１１を検知したか否かをチェックしてヘッド構造体１１が印字位置へ移動したか否かを判別する。

このとき、所定時間内にヘッド構造体１１が印字位置へ移動していれば（図１５（ａ）の状態）、記録紙カセット４から記録紙Ｐの給紙動作を開始する。そして、給紙開始後、所定の時間内に入口センサ９８がオンし、その後所定の時間までに出口センサ９９がオンし、更に所定の時間までの入口センサ９８がオフし、次いで所定の時間までに出口センサ９９がオフしたときには、正常に印字動作が行われたことになるので、この処理を終了する。

これに対して、所定時間内にヘッド構造体１１が印字位置へ移動したことを検出できなければ、ジャム紙などの異物が挟まってヘッド構造体１１が正常に回動できなかったり、あるいは、ヘッド回転駆動機構７５の駆動モータ７７が動作しないなど、何らかの障害が発生したことになるので、操作部２４に「エラー」の表示を行ない、そのまま動作を停止する。

また、給紙開始後、上述したように所定の時間内に、入口センサ９８がオン、出口センサ９９がオン、入口センサ９８がオフ、出口センサ９９がオフというシーケンスのいずれかでタイムアウトした（所定時間内に所定の状態にならない）ときには、エラーが発生したことになるので、操作部２４に「紙詰り」表示をして、ヘッド回転駆動機構７５のモータ７７を逆回転駆動してヘッド構造体１１を印字位置側から待機位置に向かう方向に回動させる。そして、ヘッド構造体１１が待機位置にあることを検知するセンサ９６が所定の時間経過後にヘッド構造体１１を検知したか否かをチェックしてヘッド構造体１１が正常に待機位置に戻った（図１５（ｂ）の状態）か否かを判別し、ヘッド構造体１１が正常に待機位置に戻ったときにはそのまま動作を停止し、ヘッド構造体１１が正常に待機位置に戻らなかったときに操作部２４に「エラー」を表示した後動作を停止する。

次に、ヘッド構造体１１のヘッド部３１と維持回復機構部２０及び廃液タンク２１を一体的に着脱する構成について図１６及び図１７をも参照して説明する。なお、図１６は要部斜視説明図、図１７は正面説明図である。
維持回復機構部２０の長手方向両側には嵌合部２０Ａ、２０Ｂを設けている。一方、ヘッド構造体１１のヘッド部３１の長手方向両側には維持回復機構部２０の嵌合部２０Ａ、２０Ｂに嵌合する嵌合部３１Ａ、３１Ｂを設けている。これらの嵌合部２０Ａ、２０Ｂ、３１Ｂ、３１Ａによってヘッド部３１と維持回復機構部２０とを連結して一体化する係合手段を構成している。

これにより、ヘッド構造体１１が維持回復機構部２０の上部に回動して来たときに、ヘッド部３１の嵌合部３１Ａ、３１Ｂと維持回復機構部２０の嵌合部２０Ａ、２０Ｂとがそれぞれ嵌合（係合）する。また、維持回復機構部２０にはヘッド構造体１１のコロ９０が当接する当接面２０Ｄを設け、ヘッド部３１の高さ方向はヘッド部３１のコロ９０が維持回復機構部２０の当接面２０Ｄに当接することによって決まるようにしている。

また、維持回復機構部２０のフレーム２２は支持部２５に着脱可能に取り付けられ、この支持部２５は回転軸１６に位置決めされて支持されている。これにより、ヘッド部３１と維持回復機構部２０の位置関係は保たれる。また、ワイピングや空吐出等によるインクは、維持回復機構部２０の下側に備えられた廃液タンク２１に溜められる。この廃液タンク２１は、廃液タンク２１に設けた係合穴２１Ｃと維持回復機構部２０のフレーム２２に設けた凸部２０Ｃとが係合することによって固定された状態で結合している。

このように構成したので、ヘッド構造体１１を待機位置にした状態では、ヘッド部３１と維持回復機構部２０と廃液タンク２１が一体的に連結された状態（一体化された状態）になるので、ヘッド部３１の取っ手３６を把持して上方に引き上げることによって、ヘッド部３１がヘッド支持部３２から分離され、また、維持回復機構部２０が支持部２５から分離されるので、ヘッド部３１と維持回復機構部２０と廃液タンク２１を連結された状態で一体的に取り出すことができる。

このように、ヘッド部３１のノズル面が維持回復機構部２０のキャップ２８で密封された状態のままで取り出すことができるので、ヘッド部３１のノズルから内部に残存するインクが漏れ出すことを防止できる。なお、ヘッド部３１を装着する場合には逆の手順で行うことになる。

また、維持回復機構部２０と廃液タンク２１が一体的に着脱できることで、ヘッド交換時に廃液タンク２１も取り出して交換することができるとともに、維持回復機構部２０と廃液タンク２１との廃液排出経路が分断、露出されることがなく、維持回復機構部２０から廃液が垂れることを防止できる。

なお、廃液タンク２１を維持回復機構部２０に連結しなければ、ヘッド部３１と維持回復機構部２０だけを一体的に装置本体１に対して着脱可能とすることができる。

次に、ヘッドの位置決め機構の他の異なる例について図１８及び図１９の模式的説明図を参照して説明する。
図１８に示す例は、押さえ部材１５２を備える略Ｌ字状の揺動アーム１５１を軸１５３にて揺動自在に配置したものであり、図１８（ａ）に示すようにヘッド構造体１１が矢示方向に画像形成位置に移動するとき、図１８（ｂ）に示すように揺動アーム１５１がヘッド構造体１１で押されて揺動することで、押さえ部材１５２によってヘッド構造体１１が上方から押さえられ、ヘッド構造体１１が画像形成位置に位置決め保持されるようにしている。

図１９に示す例は、係合部１６２を備える略Ｌ字状の揺動アーム１６１を軸１６３にて揺動自在に配置したものであり、図１９（ａ）に示すようにヘッド構造体１１が矢示方向に画像形成位置に移動するとき、図１９（ｂ）に示すように揺動アーム１６１がヘッド構造体１１で押されて揺動することで、係合部１６２がヘッド構造体１１の上面に設けた係合凹部１６４に係合してヘッド構造体１１が上方から押さえられ、ヘッド構造体１１が画像形成位置に位置決め保持されるようにしている。

次に、本発明の第２実施形態について図２０の模式的平面説明図を参照して説明する。
この実施形態では、２つのヘッド構造体１１０Ａ、１１０Ｂが搬送ベルト１２の上方で水平方向に回動可能に配置され、図２０（ａ）に示すように２つのヘッド構造体１１０、１１０Ｂが段違いで被記録媒体搬送方向と直交する方向に配置されることで、全体としてライン型ヘッドが構成されるようにしている。そして、２つのヘッド構造体１１０Ａ、１１０Ｂに対して、それぞれ搬送ベルト１２の領域外に維持回復機構部１２０Ａ、１２０Ｂが配置され、待機状態或いは維持回復動作時には図２０（ｂ）に示すように、２つのヘッド構造体１１０Ａ、１１０Ｂが維持回復機構部１２０Ａ、１２０Ｂに対向する位置（退避位置）に回動される。

この構成においても、前記実施形態の構成を採用することによって、ヘッド構造体１１０Ａと維持回復機構部１２０Ａ、ヘッド構造体１１０Ｂと維持回復機構部１２０Ｂをそれぞれ一体で装置本体に着脱することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図２１ないし図２４の模式的説明図を参照して説明する。
この実施形態では、ライン型ヘッド２００（２００ｙ、２００ｍ、２００ｃ、２００ｋ）はヘッド部分とこのヘッド部分に液体を供給する液体タンクを一体に形成したものであり、上下方向に移動可能に配置され、維持回復機構部２０１（２０１ｙ、２０１ｍ、２０１ｃ、２０１ｋ）は水平方向に移動可能に配置されている。維持回復機構部２０１内にはライン型ヘッド２００のノズル面をキャッピング（密封）するキャップ部材２０２が上下動可能で上方に付勢されて配置されている（ただし、最上昇位置は図２１（ａ）の位置で規制されている。）。

そして、ライン型ヘッド２００の両側面には係合凸部２１１が設けられ、他方、維持回復機構部２０１の両側面上部には係合凸部２１１が係合可能な係合凹部２１２が設けられて、これらの係合凸部２１１と係合凹部２１２によってライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１を連結して一体化する係合手段を構成している。さらに、維持回復機構部２０１の両側面下部には係合凹部２１３が設けられ、装置本体側には係合凹部２１３に係合するロック部材２０４が支持部材２０５（図２３参照）上に回動可能に配置されている。

このように構成したので、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１とを一体的に着脱する場合には、図２１（ａ）に示すようにライン型ヘッド２００を矢示方向に上昇させて維持回復機構部２０１を矢示方向に水平移動させてライン型ヘッド２００の下方に位置させた後、図２１（ｂ）に示すようにライン型ヘッド２００を矢示方向に下降させて、維持回復機構部２０１のキャップ部材２０２にてライン型ヘッド２００のノズル面をキャッピング（密封）する。

そして、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１とを一体的に取り外すときには、図２１（ｃ）に示すように、図２１（ｂ）の状態から更にライン型ヘッド２００をキャップ部材２０２を伴って矢示方向に下降させることによって、ライン型ヘッド２００の係合凸部２１１が維持回復機構部２０１の係合凹部２１２と係合した状態になり、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１が連結される。

そこで、図２２に示すように、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１とを、例えば維持回復機構部２０１に設けた取っ手２１４を把持して矢示方向に引き出すことによって、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１をキャップ部材２０２でライン型ヘッド２００のノズル面をキャッピングしたまま一体的に取り外すことができる。

そして、ライン型ヘッド２００と維持回復機構部２０１を一体的に装着する場合には、図２２と逆方向に装置本体にはめ込んだ後、図２３に示すように、ロック部材２０４を回動させて維持回復機構部２０１の係合凹部２１３に係合させる。その後、ライン型ヘッド２００を矢示方向に上昇させることによって、維持回復機構部２０１の係合凹部２１２とライン型ヘッド２００の係合凸部２１１との係合が外れて、ライン型ヘッド２００が維持回復機構部２０１から引き抜かれた状態になる。なお、印字状態では、図２４に示すように、ライン型ヘッド２００の下方から維持回復機構部２００を退避させた後ライン型ヘッド２００を矢示方向に下降させ、支持部材２０５の開口部２０６から下方に下がった状態にする。

このように、ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、ライン型ヘッド及び維持回復手段のいずれか一方には、ライン型ヘッドが下方に移動されたときに他方に係合し、ライン型ヘッドと維持回復手段とを一体化する係合手段を有している構成とすることでも、使用中のライン型ヘッドを維持回復手段に保持した状態で装置本体から取り外すことができ、使用中のライン型ヘッド内の液体がノズルから漏れ出しても維持回復手段で保持できて、ライン型ヘッドの交換作業を容易に行うことができるようになる。

この場合、ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、維持回復手段にはライン型ヘッドを密封するキャップ手段、及び、ライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備え、この係合手段は、ライン型ヘッドが下方に移動されたときにキャップ手段と当接し始める第１の位置よりも下方の位置に備えられている構成とすることによって、ライン型ヘッドを昇降させるだけでキャッピングと連結（一体化）の状態を切り替えることができる。

次に、本発明の第４実施形態について図２５ないし図２８の模式的説明図を参照して説明する。
この実施形態では、ライン型ヘッド３００（３００ｙ、３００ｍ、３００ｃ、３００ｋ）はヘッドホルダ４００に一体的に保持されて搬送ベルト１２による被記録媒体搬送方向に水平移動可能に配置され、搬送ベルト１２の下流側に維持回復機構部３０１が配置されている。維持回復機構部３０１内にはライン型ヘッド３００のノズル面をキャッピング（密封）するキャップ部材３０２が上下動可能で上方に付勢されて配置されている。

そして、ライン型ヘッド３００の両側面（被記録媒体搬送方向と直交する方向の両側面）には係合凸部３１１が延設され、他方、維持回復機構部３０１の両側面上部には係合凸部３１１が係合可能な係合凹部３１２が延設されている。これらの係合凸部３１１及び係合凹部３１２によってライン型ヘッド３００と維持回復機構部３０１を連結して一体化する係合手段を構成している。

このように構成したので、ライン型ヘッド３００と維持回復機構部３０１とを一体的に着脱する場合には、図２５（ａ）に示すように印字状態にあるライン型ヘッド３００を、図２５（ｂ）に示すように被記録媒体搬送方向下流方向（矢示方向）に移動させることによって、図２５（ｃ）及び図２８に示すように、ライン型ヘッド３００の両側面の係合凸部３１１が維持回復機構部３０１の両側面の係合凹部３１２に嵌まり込み、ライン型ヘッド３００と維持回復機構部３０１とが連結される。この状態で、キャップ部材３０２を上昇させてライン型ヘッド３００のノズル面をキャッピング（密封）する。

この状態から、例えば図２５（ｄ）に矢印で示すように、ライン型ヘッド３００と維持回復機構部３００とを一体で上方に引き出し（あるいは、手前に引き出す）ことによって、ライン型ヘッド３００と維持回復機構部３０１をキャップ部材３０２でライン型ヘッド３００のノズル面をキャッピングしたまま一体的に取り外すことができる。なお、ライン型ヘッド３００と維持回復機構部３００とを一体で装着する場合には、逆の手順、動作になる。

このように、ライン型ヘッドは画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に移動可能に配置され、維持回復手段はライン型ヘッドを退避位置にした状態でライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備えている構成とすることでも、使用中のライン型ヘッドを維持回復手段に保持した状態で装置本体から取り外すことができ、使用中のライン型ヘッド内の液体がノズルから漏れ出しても維持回復手段で保持できて、ライン型ヘッドの交換作業を容易に行うことができるようになる。

なお、上記実施形態では、被記録媒体を搬送する搬送手段が搬送ベルトである例で説明しているが、ローラなどの回転体であってもよい。

本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。 同装置のヘッド構造体が画像形成位置にある状態での図１の右側面図である。 同じくヘッド構造体が退避位置にある状態での図１の右側面図である。 同じくヘッド構造体の斜視説明図である。 同ヘッド構造体のヘッド支持部の斜視説明図である。 同ヘッド構造体のヘッド部の要部斜視説明図である。 同ヘッド構造体の流路コネクタ部の構成の一例を示す断面説明図である。 同ヘッド構造体の流路コネクタ部の構成の他の例を示す断面説明図である。 ヘッド回転駆動機構及び位置決め機構の説明に供する斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 図１０の正面説明図である。 図１０の左側面説明図である。 同装置の維持回復機構部の他の例を示す要部斜視説明図である。 同ヘッド構造体の回転駆動制御の説明に供するフロー図である。 同じくヘッド構造体の異なる状態を説明する平面説明図である。 ヘッド構造体及び維持回復機構部の連結構成の説明に供する斜視説明図である。 同じく正面模式的説明図である。 同ヘッド構造体の位置決め構造の他の例の説明に供する模式的説明図である。 同ヘッド構造体の位置決め構造の更に他の例の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 同じくヘッド部と維持回復機構部の連結状態の説明に供する模式的説明図である。 同じく印字準備状態の説明に供する模式的説明図である。 同じく印字状態の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 同じくヘッド部の側面説明図である。 同じく維持回復機構部の側面説明図である。 同じくヘッド部と維持回復機構部の連結状態の説明に供する模式的説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像読取部
３…記録部
４…記録紙給紙カセット
Ｐ…用紙（被記録媒体）
１０…印字部
１１…ヘッド構造体
１２…搬送ベルト
１４…排紙スタック部
２０…維持回復機構部
２１…廃液タンク
２８…キャップ部材
３１…ヘッド部
３２…ヘッド支持部
４１、４２…流路コネクタ部
４３、４４…電気コネクタ部
２００、３００…ライン型ヘッド
２０１、３０１…維持回復機構部

Claims (23)

1. 被記録媒体に画像を形成するときに移動しない状態で液滴を吐出するライン型ヘッドと、このライン型ヘッドのノズル性能を維持回復する維持回復手段とを備えた画像形成装置において、
   前記ライン型ヘッドは前記維持回復手段と一体的に装置本体に対して着脱自在に装着されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドには液体タンクが一体に設けられ、前記ライン型ヘッドは前記液体タンクと一体に装置本体に対して着脱されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記維持回復手段には画像形成に寄与しない液体の廃液を収容する廃液タンクが連結可能であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、前記ライン型ヘッド及び前記維持回復手段のいずれか一方には、前記ライン型ヘッドが下方に移動されたときに他方に係合し、前記ライン型ヘッドと前記維持回復手段とを一体化する係合手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドは上下方向に移動可能に配置され、前記維持回復手段には前記ライン型ヘッドを密封するキャップ手段、及び、前記ライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備え、この係合手段は、前記ライン型ヘッドが下方に移動されたときに前記前記キャップ手段と当接し始める第１の位置よりも下方の位置に備えられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドは画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に移動可能に配置され、前記ライン型ヘッドを退避位置にした状態で前記ライン型ヘッドと維持回復手段とを係合して一体化する係合手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドに液体を供給する液体タンクと、前記ライン型ヘッド内に設けられ、前記液体タンクとライン型ヘッドとの液体供給経路を開閉する開閉弁と、を備え、前記ライン型ヘッドが装置本体から取り外されるときに前記開閉弁が閉じられることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記ライン型ヘッドは複数の色の液滴を吐出するヘッドを一体的に構成したヘッド構造体であり、このライン型ヘッド構造体は画像を形成する画像形成位置と画像形成位置から退避した退避位置との間で水平方向に回転可能に配置され、前記維持回復手段は前記ライン型ヘッド構造体を退避位置にした状態で前記ライン型ヘッド構造体に対向することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体は、ヘッド部と、このヘッド部が着脱自在に装着されるヘッド支持部とを有し、このヘッド支持部が回転支持軸に取付けられていることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置において、前記ヘッド部とヘッド支持部には液体供給経路を接続及び切断可能に接続するコネクタ部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置において、前記コネクタ部には液体供給経路を開閉する弁機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項９ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド部とヘッド支持部には電気信号伝達経路を接続及び切断可能に接続するコネクタ部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項９ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド部とヘッド支持部との位置関係を決める位置決め手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項９ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド部には取っ手が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項９ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体の退避位置が装置本体の前面側であることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項９ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体を回転可能に支持する回転軸に、前記維持回復手段及び前記被記録媒体を搬送する搬送ベルトを含む搬送ベルト構造体の少なくともいずれかが位置決めされて取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項９ないし１６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体の高さ位置を調整する高さ調整手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項９ないし１７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体と前記被記録媒体を搬送する搬送手段との間隔を決める手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項９ないし１８のいずれかに記載の画像形成装置において、待機状態及び維持回復動作時の前記維持回復手段と前記ヘッド構造体の高さを決める手段を備えていることを特徴とする画像形性装置。
20. 請求項９ないし１９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド部を前記被記録媒体の搬送方向に対して直角に位置決めする手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
21. 請求項９ないし２０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド部を前記維持回復手段に対して位置決めする手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
22. 請求項９ないし２１のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体の前記被記録媒体搬送方向上流側と下流側に前記被記録媒体を検知する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
23. 請求項９ないし２２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ヘッド構造体が画像形成位置及び退避位置のいずれにあるかを検知する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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